日全食是日食的一种,即在地球上的部分地点太阳光被月亮全部遮住的天文现象。日全食分为初亏、食
既、食甚、生光、复原五个阶段。由于月球比地球小,只有在月球本影中的人们才能看到日全食。
即将在8月21日上演的日全食可不仅仅只是一场简单的美国追日之旅。它还可以是一次绝佳的机会,可以被用来亲自重现20世纪最著名的实验之一。当时,英国物理学家亚瑟·艾丁顿通过一次日全食观测证明恒星光线在时空中的弯曲现象,从而证明爱因斯坦的相对论是正确的
对于一些观星者而言,即将在8月21日上演的日全食可不仅仅只是一场简单的美国追日之旅。它还可以是一次绝佳的机会,可以被用来亲自重现20世纪最著名的实验之一。当时,英国物理学家亚瑟·艾丁顿(Arthur Eddington)通过一次日全食成功证明了恒星光线在时空中的弯曲现象,从而证明爱因斯坦的相对论是正确的。
业余天文爱好者唐·布伦斯(Don Bruns)正是打算去重现这一观测实验的人之一。他说:“我大约在两年多以前就有了这样的想法。我当时在想,这种想法别人肯定早就做过了。”但是出乎他预料的是,搜索结果显示,自从1973年之后还真的就没有人做过这种事。当年的6月30日,美国德克萨斯大学的一个观测组前往非洲国家毛里塔尼亚进行了一次日食观测并进行了相应实验。
但是不幸的是当时那个观测团队在现场遇到技术问题,因此并未能以更高的精度重现艾丁顿当年的观测结果。在那之前也有其他团队进行了尝试,比如1952年2月25日,美国国家地理学会曾经资助进行了一次这样的观测。
在1915年,爱因斯坦发表了他的广义相对论学说,在该理论中首次提出,在宇宙大质量天体附近,光线将在引力场作用下发生弯曲。数年之后,检验这一理论的机会出现了——1919年5月29日将发生一次日全食。
为了抓住这次难得的机会,艾丁顿迅速组织一个前往非洲的观测小队,目的是测量当日全食发生而天空全暗时,太阳附近的恒星位置究竟是否发生了变化。艾丁顿另外还派遣一个小队前往南美洲的巴西,并且约定两个小组在同一时间进行观测,结果显示观测到的太阳周围的恒星位置的确与星表中的标准位置相比发生了轻微偏离,并且偏离值与爱因斯坦理论的计算值(1.75角秒)相吻合。这一观测结果强有力地证明了爱因斯坦的理论是正确的。
但是后来有分析表明,当年艾丁顿测定的观测数据并非如他当时所认定的那样精确。这也是布伦斯这样的人希望能够重复艾丁顿那样的测量工作的基本动机之一。
他说:“所有这些实验,最好的精度下误差率或许也有10%左右,这是很高的。我想我可以尝试将误差率控制到2%以下。更加现代化的设备,再加上更为精确的测量手段将有助于在重复艾丁顿实验时尝试提升其精度水平。”
布伦斯正在为即将到来的观测计划做着准备:他打算去海拔高一些的美国怀俄明州进行观测,那里晴天出现的概率要比其他地方高一些。另外,为了确保观测时自己的望远镜精度水平达到要求,他还计划在观测点临时浇筑一块水泥底座。他说:“我们有一些速干水泥。”另外,浇筑水泥底座也有助于让望远镜的三脚架保持水平方向站立。
布伦斯并非一个人。理查德·巴里(Richard Berry)是《天文学杂志》的前主编,他这次计划用自己家里的私人天文台重复艾丁顿的实验,他家位于美国俄勒冈州。
他说:“我正在和波特兰社区大学的托比一起合作,另外还有4个物理系的学生会过来和我们一起做这件事。到时候托比将会去俄勒冈的海边,一位学生会在俄勒冈州的东部,而我家正好处在这次日全食的本影区,我和另外一两位学生会在我家拍摄照片,争取重复艾丁顿的实验。”